專利名稱：烷基醚型高效液相色譜反相填料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種高效液相色譜用的新型高效液相色譜填料的制備方法，具體涉及到一種新型醚型高效液相色譜反相填料的制備方法。
色譜柱是高效液相色譜儀的心臟，填料則是色譜柱的核心。反相填料在生物、化學(xué)、藥物工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，根據(jù)文獻(xiàn)[J.G.Dorsey and W.T.Cooper，B.A.Siles，J.P．Foley，H.G.Borth，Anal.Chem.，70(1998)591R]，反相色譜仍然是色譜方法中最重要的模式。如今，在世界范圍內(nèi)有超過600種商品化的反相柱，它們以具有不同的烷基鏈長(如丁基、辛基、十六烷基或十八烷基)，以及不同的選擇性為其特征。大量新的或更好的反相柱也不斷地投入市場[3]。為得到較好RP-HPLC分離，通常應(yīng)用不同類型的色譜柱配合流動相變化便可對目標(biāo)待分離體系的色譜條件進(jìn)行優(yōu)化[K.Kimata，K.Iwaguchi，S.Onishi，K.Jinno，R.Ekstee，K.Hosoya，J.Chromatogr.Sci.，1989，721-728]。
目前，制備以硅膠為基質(zhì)的反相填料的方法主要有兩類，一種是利用硅膠的硅烷化反應(yīng)進(jìn)行，另一種是用硅烷類化合物的直接縮合，以溶膠-凝膠反應(yīng)得到。在第一類中，多是以二氯、三氯或一氯代硅烷為試劑進(jìn)行合成的。氯硅烷是是較貴的試劑，而且氯硅烷易于在潮濕的空氣中與水氣反應(yīng)，故在合成中所作的保護(hù)措施無疑會增加其成本；另一方面，鍵合的重現(xiàn)性難以控制，如處理不當(dāng)難免產(chǎn)生對某些物質(zhì)的非特異性吸附。除氯硅烷外，在實(shí)際應(yīng)用中，有許多固定相是通過一含有活性功能團(tuán)(如氨基、環(huán)氧基等)的中間硅烷化試劑連接至硅膠表面的。γ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)是廣泛使用的重要的中間硅烷偶連試劑之一。Chang等[K.Kimata，K.Iwaguchi，S.Onishi，K.Jinno，R.Ekstee，K.Hosoya，J.Chromatogr.Sci.，1989，721-728]曾敘述了環(huán)氧基在鍵合相制備中的使用，迄今為止，已以它制備出了不同類型的高效液相色譜填料，如疏水相互作用色譜填料[V．Smigol，F(xiàn)．Sveec，J.J.M.Frecheet，Anal.Chem.，66(1994)2129]，排阻色譜填料[J.P.Chang，J.G.An，Chromatographia，25(4)(1988)350]，高效液相親和色譜填料[R.Ovalle，Anal.Chem.，229(1995)1]，離子交換填料[K.Kimata，K.Iwaguchi，S.Onishi，K.Jinno，R.Ekstee，K.Hosoya，J.Chromatogr.Sci.，1989，721-728]等。但未見有用以制備長鏈烷基鏈反相色譜填料的報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明就是提供一種烷基醚型高效液相色譜反相填料和其制備方法。
本發(fā)明烷基醚型高效液相色譜反相填料具有如下所示結(jié)構(gòu) 本發(fā)明采用非氯硅烷型合成新工藝，即一種基于帶有環(huán)氧基的γ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷的新的合成路線，用以合成烷基醚型高效液相色譜反相填料。填料的合成可以采用一步法，也可以采用兩步法的工藝。填料的制備按下列步驟進(jìn)行1、一步法(1)令一份硅膠與0.3～0.6份KH560反應(yīng)，生成環(huán)氧基化硅膠，再令其在0.1～20％份三氟化硼乙醚(BF3.Et2O)催化下與(0.5～5.0)份烷基醇于60～180℃下反應(yīng)2～48小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物洗凈，真空干燥；(2)取一份上述干燥產(chǎn)物與含0.1-1份封頭試劑的干燥有機(jī)溶劑混合，于60～150℃反應(yīng)2～48小時(shí)。所用的封頭試劑可以是任何甲基硅烷，但最好用三甲基型的，如三甲基氯硅烷、六甲基二硅胺烷等。所用有機(jī)溶劑可以是不與氯硅烷及硅羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的任何有機(jī)溶劑，如甲苯、二氧六環(huán)等。反應(yīng)產(chǎn)物以有機(jī)溶劑洗凈，真空干燥后即可得產(chǎn)品烷基醚型高效反相填料。
2二步法(1)先令一份KH560與1到5份的烷基醇于60～180℃，在(0.1％～20％)份三氟化硼乙醚催化下相互反應(yīng)，此反應(yīng)可使用或不使用有機(jī)溶劑，除可與環(huán)氧基易起反應(yīng)者之外無特別限制。反應(yīng)后，目的產(chǎn)物應(yīng)以常規(guī)方法適當(dāng)純化。(2)取一份純化的產(chǎn)物，令其與0.1～2份硅膠，在常用有機(jī)溶劑中無特別限制，于60～180℃反應(yīng)2～48小時(shí)，產(chǎn)物以有機(jī)溶劑洗凈，真空烘干。產(chǎn)物同一步法進(jìn)行封頭處理。
本填料的制備不使用危險(xiǎn)、價(jià)高且易造成殘留氯的氯硅烷，不但合成路線簡單可靠，成本低廉，而且因不含氯，不會分解釋放氯化氫而造成填料性能下降和性能的不穩(wěn)定性，且其性能優(yōu)異，除具有通常反相色譜填料的性質(zhì)外，因醚鍵使其具有了較大的極性和烷基鏈較好的柔性，從而更有利于一些生理活性物質(zhì)的分離，具有極好的市場競爭力。
實(shí)施例Ⅰ(1)稱取5g十八醇溶于50mL干燥甲苯，然后加入0.5mL三氟化硼乙醚溶液，再與5gγ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷相混并以槳形攪拌器攪拌之，于90℃下反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)完畢，以常規(guī)方法除去極性物質(zhì)(如三氟化硼乙醚、以及產(chǎn)生的二醇基和未反應(yīng)的十八醇等)。(2)稱取5g球形多孔硅膠(Sinopak-s-110，粒徑5μ，孔徑11nm)在真空下(-0.1～-0.95MPa)與(1)所得產(chǎn)物相混并以槳形攪拌器令硅膠懸浮于反應(yīng)液中，于110℃下反應(yīng)8小時(shí)，反應(yīng)完畢，將產(chǎn)物過濾，再以甲苯充分洗凈，自然干燥后，以真空干燥法，在-0.1～-0.95MPa/60℃下真空干燥。(3)取(2)產(chǎn)物，置于三頸瓶中，于真空下加熱至150℃，反應(yīng)4小時(shí)，待溫度降下后，于真空驅(qū)動下，加入含0.5g三甲基氯硅烷的甲苯溶液并以槳形攪拌器令鍵合硅膠懸浮于反應(yīng)液中，于110℃下反應(yīng)8小時(shí)，反應(yīng)完畢，將產(chǎn)物過濾，再以甲苯充分洗凈，自然干燥后，以真空干燥法，在-0.1～-0.95MPa/60℃下真空干燥。(4)取(3)產(chǎn)物4.2g，以四氯化碳二氧六環(huán)(21)溶液為勻漿液，分別以勻漿法填裝φ5×250不銹鋼色譜柱，充填壓力40Mpa，以菲為樣品，70％甲醇水溶液為流動相，測量柱效為51000理論塔板數(shù).
實(shí)施例Ⅱ(1)取5g球形多孔硅膠(Sinopak-s-110，粒徑5μ，孔徑11nm)于-0.1～-0.95MPa真空下，于150℃下加熱4小時(shí)；自然冷卻后于真空驅(qū)動下加入含1.5gγ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷的干燥甲苯50mL中于109℃下反應(yīng)8小時(shí)。(2)冷卻后再加入0.5mL三氟化硼乙醚及5g十八醇，攪拌令溶，并令它們于60℃下反應(yīng)28小時(shí)。(3)過濾以甲苯洗干凈，在-0.1～-0.95MPa真空下，于60℃干燥2小時(shí)后，進(jìn)行封頭處理(同例1)。(4)取(3)產(chǎn)物4.2 g，以四氯化碳二氧六環(huán)(21)溶液為勻漿液，以勻漿法填裝φ5×250不銹鋼色譜柱，充填壓力40Mpa，以菲為樣品，70％甲醇水溶液為流動相，測量柱效為45000理論塔板數(shù)。
實(shí)施例Ⅲ(1)稱取25g十八醇溶于100mL干燥甲苯，然后加入1mL三氟化硼乙醚溶液，再與5gγ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷相混并以槳形攪拌器攪拌之，于180℃下反應(yīng)2小時(shí)。反應(yīng)完畢，以常規(guī)方法除去極性物質(zhì)(如三氟化硼乙醚、以及產(chǎn)生的二醇基和未反應(yīng)的十八醇等)。(2)稱取10g球形多孔硅膠(Sinopak-s-110，粒徑5μ，孔徑11nm)。在真空下(-0.1～-0.95MPa)與(1)所得產(chǎn)物相混并以槳形攪拌器令硅膠懸浮于反應(yīng)液中，于180℃下反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)完畢，將產(chǎn)物過濾，再以甲苯充分洗凈，自然干燥后，以真空干燥法，在-0.1～-0.95MPa/60℃下真空干燥。(3)取(2)產(chǎn)物，置于三頸瓶中，于真空下加熱至150℃，反應(yīng)4小時(shí)，待溫度降下后，于真空驅(qū)動下，加入含5g三甲基氯硅烷的甲苯溶液并以槳形攪拌器令鍵合硅膠懸浮于反應(yīng)液中，于150℃下反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)完畢，將產(chǎn)物過濾，再以甲苯充分洗凈，自然干燥后，以真空干燥法，在-0.1～-0.95MPa/60℃下真空干燥。(4)取(3)產(chǎn)物4.2g，以四氯化碳二氧六環(huán)(21)溶液為勻漿液，分別以勻漿法填裝φ5×250不銹鋼色譜柱，充填壓力40Mpa，以菲為樣品，70％甲醇水溶液為流動相，測量柱效為55000理論塔板數(shù)。
實(shí)施例Ⅳ(1)取5g球形多孔硅膠(Sinopak-s-110，粒徑5μ，孔徑11nm)于-0.1～-0.95MPa真空下，于150℃下加熱4小時(shí)；自然冷卻后于真空驅(qū)動下加入含3gγ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷的干燥甲苯50mL中于109℃下反應(yīng)8小時(shí)。(2)冷卻后再加入5mL三氟化硼乙醚及25g十八醇，攪拌令溶，并令它們于180℃下反應(yīng)2小時(shí)。(3)過濾以甲苯洗干凈，在-0.1～-0.95MPa真空下，于60℃干燥2小時(shí)后，進(jìn)行封頭處理(同例1)。(4)取(3)產(chǎn)物4.2g，以四氯化碳二氧六環(huán)(2∶1)溶液為勻漿液，以勻漿法填裝φ5×250不銹鋼色譜柱，充填壓力40Mpa，以菲為樣品，70％甲醇水溶液為流動相，測量柱效為47000理論塔板數(shù)。
實(shí)施例Ⅴ(1)稱取25g十八醇溶于100mL干燥甲苯，然后加入1mL三氟化硼乙醚溶液，再與5gγ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷相混并以槳形攪拌器攪拌之，于60℃下反應(yīng)48小時(shí)。反應(yīng)完畢，以常規(guī)方法除去極性物質(zhì)(如三氟化硼乙醚、以及產(chǎn)生的二醇基和未反應(yīng)的十八醇等)。(2)稱取10g球形多孔硅膠(Sinopak-s-110，粒徑5μ，孔徑11nm)。在真空下(-0.1～-0.95MPa)與(1)所得產(chǎn)物相混并以槳形攪拌器令硅膠懸浮于反應(yīng)液中，于60℃下反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)完畢，將產(chǎn)物過濾，再以甲苯充分洗凈，自然干燥后，以真空干燥法，在-0.1～-0.95MPa/60℃下真空干燥。(3)取(2)產(chǎn)物，置于三頸瓶中，于真空下加熱至150℃，反應(yīng)4小時(shí)，待溫度降下后，于真空驅(qū)動下，加入含5g三甲基氯硅烷的甲苯溶液并以槳形攪拌器令鍵合硅膠懸浮于反應(yīng)液中，于60℃下反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)完畢，將產(chǎn)物過濾，再以甲苯充分洗凈，自然干燥后，以真空干燥法，在-0.1～-0.95MPa/60℃下真空干燥。(4)取(3)產(chǎn)物4.2g，以四氯化碳二氧六環(huán)(2∶1)溶液為勻漿液，分別以勻漿法填裝φ5×250不銹鋼色譜柱，充填壓力40Mpa，以菲為樣品，70％甲醇水溶液為流動相，測量柱效為58000理論塔板數(shù)。
權(quán)利要求
1．烷基醚型高效液相色譜反相填料其特征在于所述的反相填料具有如下結(jié)構(gòu)
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基醚型高效液相色譜反相填料的制備方法，其特征在于所述的一方法，按下列順序步驟進(jìn)行(1)取一份硅膠，與0.3～0.6份的γ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)，得環(huán)氧基化硅膠，(2)所得環(huán)氧基化硅膠在0.1～20％份三氟化硼乙醚(BF3.Et2O)催化下與(0.5～5.0)份烷基醇于60～180℃下反應(yīng)2～48小時(shí)，得烷基醚型鍵合硅膠，反應(yīng)產(chǎn)物洗凈，干燥，(3)取一份烷基醚型鍵合硅膠，加入0.1～1份三甲基氯硅烷的甲苯溶液，于60～150℃，反應(yīng)2～28小時(shí)后，過濾，干燥，得醚型高效液相色譜反相填料。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的烷基醚型高效液相色譜反相填料的制備方法，其特征在于所述的二方法，按下列順序步驟進(jìn)行(1)取一份γ-環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)與1～5份的烷基醇于60～180℃，在(0.1％～20％)份三氟化硼乙醚催化下相互反應(yīng)，經(jīng)純化得產(chǎn)物，(2)取一份上述產(chǎn)物，與0.1～2份硅膠，在甲苯溶劑中，于60～180℃反應(yīng)2～48小時(shí)，洗凈，烘干，(3)取一份上述產(chǎn)物，加入0.1～1份三甲基氯硅烷的甲苯溶液，于60～150℃，反應(yīng)2～28小時(shí)后，過濾，干燥，得醚型高效液相色譜反相填料。
全文摘要
本發(fā)明是利用γ－環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷,通過兩種方法制備醚型高效液相色譜反相填料。一種是通過首先將硅膠與γ－環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)制得環(huán)氧基硅膠,再令其在三氟化硼乙醚催化下與烷基醇反應(yīng),最終得到醚型高效液相色譜反相填料;另一種是通過首先將γ－環(huán)氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷與烷基醇反應(yīng)制得帶有長鏈醚基的三甲氧基硅烷,然后令其與硅膠反應(yīng),即可得到產(chǎn)物醚型高效液相色譜反相填料。兩種方法所得填料經(jīng)裝柱測定,其柱效均在45000理論塔板以上。本填料因不含氯,不會分解釋放氯化氫而造成填料性能下降和性能的不穩(wěn)定性,且合成路線簡單可靠,成本低廉。
文檔編號B01J39/16GK1283792SQ9911125
公開日2001年2月14日 申請日期1999年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月4日
發(fā)明者劉國詮, 喻昕, 趙睿 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所